[发明专利]光电二极管集成器件及其制备方法

权利要求书

1.一种光电二极管集成器件，其特征在于，所述光电二极管集成器件基于CMOS工艺形成，包括：

P型单晶硅衬底，所述P型单晶硅衬底内部形成有N阱区和P阱区，所述P阱区内部形成有P+扩散区；

所述P型单晶硅衬底上设置有若干光电二极管集成器件单元，所述光电二极管集成器件单元包括Photo Diode单元、NMOS单元和PMOS单元；

所述Photo Diode单元设置在所述N阱区，包括在所述N阱区内设置的N+扩散区；所述NMOS单元设置在所述P阱区，所述PMOS单元设置在所述N阱区；所述NMOS单元和PMOS单元均包括源极、漏极和栅极；

且所述Photo Diode单元、NMOS单元和PMOS单元均包括设置在所述P型单晶硅衬底上的栅氧化层和场氧化层；

在所述N+扩散区和场氧化层表面依次层叠设置有第一介电层、第一金属层、透光层、第二介电层和第二金属层，其中，所述N+扩散区表面的第一介电层厚度小于所述NMOS单元和PMOS单元的第一介电层厚度。

2.如权利要求1所述的光电二极管集成器件，其特征在于，所述P型单晶硅衬底的电阻率为：5～50欧姆·厘米。

3.如权利要求1所述的光电二极管集成器件，其特征在于，在所述N+扩散区表面，所述第一介电层、透光层和第二介电层构成三层减反射膜结构，且所述三层减反射膜厚度依次为：λ/4、λ/2、λ/4；所述λ为可见光波段400～760nm。

4.如权利要求3所述的光电二极管集成器件，其特征在于，所述三层减反射膜厚度依次为：0.15μm、0.3μm、0.15μm。

5.如权利要求1-4任一所述的光电二极管集成器件，其特征在于，所述N+扩散区表面上的第一介电层厚度为所述NMOS单元和PMOS单元的第一介电层厚度的1/5-1/4。

6.如权利要求1-4任一所述的光电二极管集成器件，其特征在于，所述第一介电层、透光层和第二介电层的材料依次为：BPSG、3PSG、USG。

7.如权利要求1-5任一所述的光电二极管集成器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供P型单晶硅衬底；

在所述P型单晶硅衬底上依次形成N阱区和P阱区；

形成OD区和P-field区，在所述P型单晶硅衬底上生长场氧化层和栅氧化层，并在所述栅氧化层上形成NMOS栅极、PMOS栅极，并形成图案化的N+区和P+区；

在所述N+区、P+区、栅极和场氧化层上沉积第一介电层，并在所述第一介电层上挖孔形成露出N+区或P+区表面的第一接触通孔，在所述第一接触通孔内溅镀所述第一金属层，形成第一引线；

蚀刻所述N阱区对应的N+区上的所述第一介电层；

在所述第一介电层表面沉积透光层和第二介电层，并在所述第一接触通孔对应区域挖孔形成第二接触通孔，在所述第二接触通孔内溅镀第二金属层，形成第二引线。

8.如权利要求7所述的光电二极管集成器件的制备方法，其特征在于，所述N阱区的形成过程为：沉积垫氧化层和氮化硅层，利用光刻、蚀刻技术定义所述N阱区，并将其作为PMOS单元的N阱区和Photo Diode单元的PN结的N端，并离子注入掺杂。

9.如权利要求8所述的光电二极管集成器件的制备方法，其特征在于，所述P阱区的形成过程为：对形成的所述N阱区做退火处理，同时生长出氧化层，然后去除掉氮化硅层；整面做所述P阱区的离子注入掺杂。

10.如权利要求7所述的光电二极管集成器件的制备方法，其特征在于，所述N+区和P+区形成过程为：利用光刻和离子注入工艺定义出所述N+区和P+区，分别形成NMOS单元的源极、漏极和Photo Diode单元的N+扩散区，以及PMOS单元的源极、漏极和所述Photo Diode单元的P+扩散区。